ANÁLISE DE RISCO EM SEQUENCIAMENTO DE ?· SEQUENCIAMENTO DE ACTIVIDADES COM RESTRIÇÕES DE RECURSOS…

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  • ANLISE DE RISCO EM SEQUENCIAMENTO DE

    ACTIVIDADES COM RESTRIES DE

    RECURSOS

    Tiago Filipe Vaz Leite

    Mestrado em Engenharia Electrotcnica e de Computadores

    rea de Especializao em Sistemas e Planeamento Industrial

    Departamento de Engenharia Electrotcnica

    Instituto Superior de Engenharia do Porto

  • Este relatrio satisfaz, parcialmente, os requisitos que constam da Ficha de Disciplina de

    Tese/Dissertao, do 2 ano, do Mestrado em Sistemas e Planeamento Industrial

    Candidato: Tiago Filipe Vaz Leite, N 1040176, 1040176@isep.ipp.pt

    Orientao cientfica: Ana Maria Marques de Moura Gomes Viana, agv@isep.ipp.pt

    Superviso: Ana Maria Marques de Moura Gomes Viana, agv@isep.ipp.pt

    Mestrado em Engenharia Electrotcnica e de Computadores

    rea de Especializao em Sistemas e Planeamento Industrial

    Departamento de Engenharia Electrotcnica

    Instituto Superior de Engenharia do Porto

    7 de Dezembro de 2009

  • i

    Agradecimentos

    Gostaria de agradecer, primeiramente, Professora Doutora Ana Viana, orientadora desta

    tese, pelo incomensurvel empenho e dedicao que ps ao dispor deste trabalho. Na

    prossecuo desta tese sempre demonstrou enorme solidariedade e compreenso pelas

    dvidas por mim levantadas e disponibilizou de forma permanente todo o seu auxlio.

    Certamente no teria sido possvel desenvolver este tipo de trabalho nos prazos impostos

    sem o seu profundo conhecimento nas matrias abordadas. Estou-lhe extremamente grato.

    Agraciar, tambm, o Engenheiro Lus Guardo pela sua disponibilidade e pelo

    profissionalismo demonstrado. Sendo o responsvel pelo escalonador utilizado neste

    trabalho, contribuiu para que a tese pudesse explorar uma vertente prtica.

    Agradeo, por fim, s pessoas que me so mais prximas, pelo apoio incondicional sempre

    dedicado, de modo especial minha me.

  • iii

    Resumo

    Esta dissertao versa sobre a anlise de risco presente em problemas de sequenciamento

    de actividades com restrio de recursos, em particular em contextos multi-projecto.

    O problema consiste no sequenciamento de dois ou mais projectos, que partilham recursos

    limitados. Referem-se os tipos de problemas de escalonamento de projectos existentes,

    quer na verso multi-projecto quer de um s projecto, e faz-se uma apresentao breve dos

    mtodos de resoluo propostos na literatura, quer para abordagens exactas, quer no-

    -exactas, podendo-se constatar que abordagens multi-projecto so pouco comuns.

    Destaca-se ainda a importncia da gesto do risco nos projectos e referem-se os conceitos

    principais que lhes esto associados, bem como de processos e ferramentas comummente

    utilizadas na monitorizao e mitigao dos factores de risco.

    Os factores de risco podem afectar as actividades presentes nos projectos, as suas duraes,

    os custos envolvidos, os recursos afectados e at mesmo a sua viabilidade.

    Neste trabalho so propostas medidas de risco que tm em conta a potencial alterao da

    durao de actividades de projectos. O clculo do nvel de criticidade de cada projecto ter

    em conta as folgas existentes em cada actividade e os ndices de criticidade das

    actividades.

    A abordagem proposta exemplificada num pequeno problema com dois projectos

    concorrentes. Para diferentes solues do mesmo problema, fornecidas por um software de

    escalonamento (Izaro Grey), so calculados e discutidos os nveis de risco atingidos por

    cada escalonamento.

    Palavras-Chave

    Anlise de risco, escalonamento de actividades, escalonamento multi-projecto com

    restries de recursos

  • v

    Abstract

    This dissertation discusses the presence of risk in resource constrained project scheduling

    problem (RCPSP). Special emphasis is given to multi-project problems - the problem of

    scheduling two or more projects that share limited resources.

    A reference is made to different types of scheduling problems, in their multi-project and

    single-project versions. A brief presentation of the main resolution methods proposed in

    the literature, both exact and non-exact approaches, is also made. The literature review

    shows that the multi-project variants are seldom studied.

    The importance of risk management in projects is highlighted and the key concepts

    associated with it are addressed. The processes and tools commonly used to monitor and

    mitigate risks are also discussed.

    Risk can affect the activities in the projects: their duration, their costs, the resources they

    need and even their viability. In this document functions that take into account the possible

    changes in the duration of projects activities are proposed for risk evaluation. The criticity

    level of each project is calculated taking into account the slack of each activity and its

    criticity rate. The approach is exemplified in a small problem with two competing projects.

    For different solutions of the same problem, provided by the scheduling software (Izaro

    Grey), the risk levels achieved by each solution are calculated and discussed.

    Keywords

    Risk analysis, activities scheduling, resource constrained multi-project scheduling problem

  • vi

  • vii

    ndice

    AGRADECIMENTOS ..................................................................................................................................... I

    RESUMO ....................................................................................................................................................... III

    ABSTRACT ..................................................................................................................................................... V

    NDICE ........................................................................................................................................................ VII

    NDICE DE FIGURAS ................................................................................................................................. IX

    NDICE DE TABELAS ................................................................................................................................ XI

    ACRNIMOS ............................................................................................................................................. XIII

    1. INTRODUO ...................................................................................................................................... 1

    1.1. ENQUADRAMENTO DO TRABALHO .................................................................................................... 1

    1.2. ESTRUTURA DA TESE ........................................................................................................................ 3

    2. SEQUENCIAMENTO DE ACTIVIDADES COM RESTRIES DE RECURSOS ...................... 5

    2.1. O RCPSP E SUAS VARIANTES ........................................................................................................... 8

    2.2. TCNICAS DE OPTIMIZAO ............................................................................................................ 13

    2.2.1. Algoritmos Exactos ............................................................................................................... 14

    2.2.2. Heursticas ............................................................................................................................ 14

    Heursticas construtivas ......................................................................................................................... 15

    Heursticas de melhoramento (Meta-heursticas) ................................................................................... 17

    a. Pesquisa Tabu ............................................................................................................................................ 18

    b. GRASP ...................................................................................................................................................... 19

    c. Algoritmos Genticos e algoritmos memticos .......................................................................................... 20

    Heursticas hbridas................................................................................................................................ 22

    2.3. ESTADO DA ARTE ........................................................................................................................... 24

    2.3.1. Algoritmos Exactos ............................................................................................................... 24

    2.3.2. Regras de prioridade ............................................................................................................. 24

    2.3.3. Meta-heursticas .................................................................................................................... 25

    2.4. SOFTWARE COMERCIAL DE GESTO DE PROJECTOS ......................................................................... 27

    2.4.1. Multi-Project Planner ........................................................................................................... 27

    2.4.2. RationalPlan Multi Project ................................................................................................... 28

    2.4.3. GanttProject .......................................................................................................................... 30

    2.4.4. dotProject ................................